[发明专利]快速多目标检测与跟踪系统

说明书

本发明涉及一种快速多目标检测与跟踪系统。根据本发明的系统，只有少数帧要被检测，并且以二值方式将其他帧分成不同大小的稳定运动片段，然后本发明的系统能够精确地预测。该系统能够帮助实现高清视频中多人情况下的高跟踪速度，同时也获得了高精确度。

技术领域

本发明总体涉及一种多目标检测与跟踪系统。

背景技术

在诸如监视、体育视频分析等的各种计算机视觉应用中，多目标检测是最为重要的组成之一。得益于目标检测的令人瞩目的进展(诸如方向梯度直方图以及快速级联分类器等的更好的特征提取方法)，基于检测的跟踪(tracking-by-detection)系统近年来受到关注。然而，当保持精确度时，如果视频分辨率变得越高，则检测速度和跟踪速度二者变得越慢。大多数现有系统无法以全帧速率运行，尤其是在高清视频或高频视频中。

在“IEEE TRANSACTION ON PATTERN ANALYSIS AND MACHINE INTELLIGENCE”上发表的论文(Michael D.Breitenstein,Fabian Reichlin,et al.Online Multi-PersonTracking-By-Detection From A Single,Uncalibrated Camera.Submitted January2010,revised October2010)作为现有技术，描述了一种检测跟踪方法，其主要由检测器和数据关联单元组成，以视频的图像序列来处理每个帧，即，逐帧检测的方法。

在论文的该方法中，对于帧时间戳t，人体检测器(基于滑动窗口或基于特征等)在整个图像上进行检测以给出检测结果，然后，数据关联单元决定哪个检测结果应当指导(guide)帧(t-1)上的最后跟踪结果的哪个轨迹。用于数据关联问题的方法，要追求高精确度可能是复杂的。例如，考虑到检测器置信度、人体位置、运动以及表现，该参考论文重点在于贪心算法(greedy algorithm)和分数函数。

但是参考论文的方法存在一个主要问题。即，不论是滑动窗口方式还是基于特征的方式，在整个图像帧上的逐帧检测会严重减慢处理速度。

对于一帧，用于检测的搜索区域越大，则检测速度越慢。此外，在相邻帧之间存在运动连贯性，因此逐帧检测是一种巨大的滥用。这两件事情都严重减慢跟踪速度，使其背离实时处理。

基于以上内容，期望提出快速多目标跟踪的系统，这能够帮助实现视频中多目标情况下的高跟踪速度，并且也不损失精确度。

发明内容

本发明提供一种检测跟踪系统，其中，仅少数帧要被检测。该检测跟踪系统利用二值搜索的思想，将帧分成不同大小的稳定运动的片段，用于精确的运动预测。并且该检测跟踪系统能够同时达到超过实时的跟踪速度和高精确度。

本发明的一方面提供一种多目标检测与跟踪系统，所述多目标检测与跟踪系统包括：

预处理单元，其被构造为选择多个第一采样帧，以将图像的序列分割成帧单元；

全局目标检测器，其被构造为在所述第一采样帧的整个图像上进行目标检测，并给出全局检测结果；

帧采样单元，其被构造为在帧单元中选择至少一个第二采样帧；

局部目标检测器，其被构造为在所述第二采样帧的感兴趣区域上进行目标检测，并输出局部检测结果；

数据关联单元，其被构造为通过目标相似度，将所述全局检测结果和所述局部检测结果与现有轨迹对准。

根据本发明的系统，仅少数帧要被检测，并且其他帧以二值方式被分成不同大小的稳定运动片段。与现有技术中的逐帧跟踪系统不同，本发明提出了一种在计算上高效并且还实现了高精确度的“采样帧”跟踪系统。

通过以下参照附图对示例性实施例的描述，本发明的其他特征将变得清楚。

附图说明